테니스에서 사전 정보가 시각탐색과 눈-머리-팔 동작의 협응에 미치는 영향

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Objective: In motor skills such as hitting or catching a ball, successful performance depends on the acquisition of visual information from an approaching ball. Thus, efficient gaze behavior on the ball flight trajectory is important to hitter or catcher. The goal of this study was to determine how visual search behavior and eye-head coordination were formed to acquire visual information for successful performance, and to examine the relationship between gaze behavior and swing timing in tennis volley stroke.

Methods: Eight participants were required to play a volley stroke to one of two target areas in four conditions (pre-cue & forehand volley, pre-cue & fore/backhand volley, post cue & forehand volley, and post-cue & fore/backhand volley). The data on gaze behavior and swing timing were collected using both VIA system and motion analysis system. Laser sensor was used to manipulate the cue light time for target.

Results: 1. Gaze behavior was affected by the manipulation of cue condition. Participants used a earlier first gaze shift, earlier quiet eye onset, longer quiet eye duration and longer eye-head stabilization duration in pre-cue condition than in post-cue condition. But, there was no significant effect of the manipulation of volley stroke direction on gaze behavior. Gaze behavior was also affected by shot accuracy, with a earlier first gaze shift, earlier quiet eye onset, longer quiet eye duration and longer eye-head stabilization duration during hits than misses. 2. In backswing timing, participants used a earlier initiation and slower swing in pre-cue condition and forehand volley condition, and during hits. But there was no significant effect of both the manipulation of advanced information and the shot accuracy on forwardswing timing. 3. During hits, the initiation time and movement time of backswing had a higher relation to gaze behavior, such as the first gaze shift, quiet eye onset and quiet eye duration, than misses. But the forwardswing timing had no significant correlation to gaze behavior during hits.

Conclusions: 1. The patterns of gaze behavior and swing timing depends on the type of advanced information such as cue time for target position or volley stroke direction. The timing of backswing and forwardswing also are affected differently by the types of advanced information. 2. For successful performance, a earlier first gaze shift is helpful to acquire the information on direction or velocity from the approaching ball. A earlier first gaze shift has also high correlation to a earlier quiet eye onset and a longer quiet eye duration. 3. Although information about ball flight trajectory is necessary for successful hitting performance, it is impossible to track the entire trajectory to impact moment. Thus, eye-head coordination is needed to play volley stroke around impact moment between the ball and racquet. From the results of quiet eye and eye-head stabilization in this study, it is concluded that two visual systems, eye-head system and image-retina system, are necessary for volley stroke. In addition, the fact that the correlation between quiet eye and eye-head stabilization is very low during hits, indicates that the role of eye-head stabilization works independent of quiet eye onset and duration, for successful performance.

국문 초록 (Abstract)

연구목적: 치기와 받기와 같은 운동 기술은 날아오는 공으로부터 적절한 시각 정보를 획득하고, 이를 활용하여 효과적인 동작으로 발현할 수 있는 능력에 따라서 그 수행 결과가 달라진다. 또한 시간적 제한 조건이나 상황의 불확실성의 특성을 가지고 있기 때문에 미리 목표지점이나 날아오는 공의 방향 등의 사전 정보가 성공적인 수행을 위한 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 형태의 사전 정보(목표제시시점과 발리 스트로크의 방향)에 따라서 발리 스트로크를 수행하는 데에 필요한 시각 정보를 획득하기 위한 시각탐색 행동과 눈-머리의 협응이 어떻게 이루어지는지를 살펴보고, 더 나아가 이러한 시선행동과 실제 스윙 동작간의 관계가 어떻게 변하는지를 알아보는 데에 그 목적이 있다.

연구방법: 이를 위하여 8명의 테니스 선수가 참여하여, 사전 정보에 따라 조작된 네 가지의 실험 조건(미리제시와 포핸드발리, 미리제시와 포핸드/백핸드발리 혼합, 나중제시와 포핸드발리, 나중제시와 포핸드/백핸드발리 혼합)에서 발리 스트로크로 날아오는 공을 가능한 정확하게 제시된 목표지점으로 보내는 과제를 수행하였다. 연구대상자의 시선 행동과 스윙 동작의 시간 타이밍을 분석하기 위하여 VIA 시스템과 동작분석 시스템을 사용하였으며, 목표제시시점을 조작하기 위하여 레이저 센서를 자체 제작하여 사용하였다.

연구결과: 첫째, 목표제시시점은 시각 정보를 획득하기 위한 시선 행동에 영향을 주어, 미리 목표지점을 제시한 조건이 나중에 제시한 조건보다 시선의 최초이동시점과 QE의 시작시점이 빠른 것으로 나타났다. 또한 QE의 유지시간과 눈-머리 고정의 유지시간이 긴 것으로 나타났다. 그러나 발리 스트로크의 방향에 따라서는 시선 행동에 유의한 차이가 발생하지 않았다. 반면, 샷의 성공여부와 관련하여, 목표지점에 공을 정확하게 보낸 경우가 그렇지 않은 경우보다 시선의 최초이동시점과 QE의 시작시점이 빨랐으며, QE의 유지시간과 눈-머리 고정의 유지시간 또한 긴 것으로 나타났다. 둘째, 스윙 동작의 시간 타이밍에 있어서는 목표제시시점과 발리 스트로크 방향, 그리고 샷의 성공여부에 따라 모두 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 목표지점을 미리 제시한 조건, 포핸드 발리 조건, 샷을 성공적으로 수행한 경우에 백스윙의 시작이 보다 일찍 이루어졌으며 스윙 자체는 천천히 이루어지는 것으로 나타났다. 그러나 포워드스윙의 경우에는 두 가지의 사전정보뿐만 아니라 샷의 성공여부에 따라서도 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 셋째, 전체적으로 시선 행동과 스윙 동작의 시간 타이밍의 관계를 살펴볼 때, 목표지점으로 공을 정확하게 보낸 경우 백스윙의 시작시점과 수행시간이 시선의 최초이동시점이나 QE의 시작시점 및 유지시간과 매우 높은 상관을 가지고 있는 것으로 나타났다. 그러나 포워드스윙은 시선행동과 유의미한 상관성이 없는 것으로 나타났다.

결론: 첫째, 목표제시시점에 따른 시간적 제한 조건은 시선 행동과 스윙 동작의 시간 타이밍에 모두 영향을 주었지만, 발리 스트로크의 방향에 대한 사전 정보는 시선 행동보다는 스윙 동작의 시간 타이밍에 많은 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 시선 행동과 스윙 동작의 시간 타이밍이 사전 정보의 형태에 따라서 다르게 영향을 받는다는 것을 의미한다. 뿐만 아니라, 두 가지 형태